人体软组织建模与实时仿真

虚拟手术系统在医学中实时仿真以建立可供手术前规划和手术时参考的虚拟环境。由于人体器官大多由软组织构成,有限元法能够精确地进行软组织几何大变形仿真。加速有限元仿真有多种方法,文章采用基于模态分析的模型约简方法,对软组织有限元模型进行模态分析,将约简子空间中的形变向量重构到原始空间,从而实现软组织实时仿真。实验结果表明,采用模型约简方法能够在仿真效率和真实性之间取得较好的平衡。     

基于模型约简和GPU加速的软组织实时仿真

为了得到虚拟外科手术中人体软组织的实时变形仿真,采用了基于模态分析的模型约简方法,同时结合了GPU加速技术,实现了人体软组织的实时仿真计算,为虚拟手术提供了良好的人机交互.模型约简以有限元理论为基础,将软组织模型的动力学方程投射到约筒子空间,减少系统自由度.在实时仿真过程中,首先需在子空间中对低维动力学模型进行数值计算,然后利用GPU通用计算技术来加速重建原始空间中的形变向量.以心脏大变形实时仿真为例,验证方法的性能,实验结果表明心脏的变形仿真可以在很高的刷新率下运行.提出的模型约简和GPU加速方法,为人体软组织的变形实现了实时仿真,为虚拟手术提供了理论基础和技术支撑.     

信息安全课程的翻转课堂教学模式研究

将混合式学习方式和多元驱动的教学方式相结合,提出了面向信息安全课程的翻转课堂教学改革方案。首先根据信息安全课程的特点,从课前、课中和课后等不同阶段,给出混合式学习方式的解决方案,让学生充分了解前沿的信息安全技术。然后结合多元驱动的教学方式增强学生的学习目标感,激发学生的学习兴趣,加深学生对前沿知识更深层次的理解。     

基于双链结构和国密算法的疫苗溯源方案

为解决传统疫苗溯源方案存在的数据易篡改、可信度低、追责难和信息孤岛等诸多弊端,实现疫苗信息在生产、流通、接种全过程中的安全存储和共享,提出一种基于双链结构和国密算法的疫苗溯源方案。选用私有链和联盟链双链结合的许可链作为底层架构,引入SM2、SM3国密算法用于代替一般区块链中使用的国际标准通用密码算法,实现更强的抗碰撞性和更高的签名可信度,在确保安全性的基础上进一步提高交易速率和自主性。实验结果表明,该方案交易速度快、运行成本低,不易遭到恶意攻击,可以防范来自内部和外部的安全攻击。该方案与我国疫苗行业的应用场景高度匹配,符合国家对于密码算法和信息安全自主可控的要求。     

虚拟针刺人体软组织建模仿真

针刺人体软组织是医疗诊断中比较普遍使用的治疗手段,然而细微的针刺操作对医生的能力提出较高的要求.医生可采用虚拟现实技术来进行大量的训练,获得宝贵的经验.虚拟针刺过程中的软组织变形是重要研究内容.文章采用有限元方法建立软组织模型,使用GPU加速仿真的方法,实现针刺软组织的仿真.实验结果表明,软组织模型在针刺作用下,能产生...